特許 6986422 気体噴射装置および気体噴射システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6986422

(24)【登録日】2021年12月1日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】気体噴射装置および気体噴射システム

(51)【国際特許分類】

   B05B 9/04 20060101AFI20211213BHJP

   B60S 1/56 20060101ALI20211213BHJP

   B08B 5/02 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   B05B9/04

   B60S1/56 100

   B08B5/02 Z

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-219478(P2017-219478)

(22)【出願日】2017年11月14日

(65)【公開番号】特開2019-89023(P2019-89023A)

(43)【公開日】2019年6月13日

【審査請求日】2020年11月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】肥田 昌志

(72)【発明者】

【氏名】古石 朋久

(72)【発明者】

【氏名】大富 將司

(72)【発明者】

【氏名】山口 徹

【審査官】 市村 脩平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１９０１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３２１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１１９４８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｂ１／００−３／１８

７／００−９／０８

Ｂ０８Ｂ１／００−１／０４

５／００−１３／００

Ｂ６０Ｓ１／００−１／６８

Ｆ０４Ｂ３９／００−３９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータによってシリンダ内の気体を圧縮して噴射する気体噴射装置であって、
取付面と前記取付面の縁部を囲むように前記取付面に立設される側壁とを有するケースと、
前記モータを制御して気体を圧縮する制御基板とを有し、
前記制御基板は、
主面を前記側壁に寄せて前記取付面に立設され、
前記モータと前記シリンダとは、
前記制御基板の面方向に沿って前記ケースの前記取付面に並列に配置される
ことを特徴とする気体噴射装置。

【請求項2】

前記モータと前記シリンダの並列配置において、モータ側の位置でケースに設けられ、前記ケースの外部から内部へ気体を吸気する吸気口
を備えることを特徴とする請求項１に記載の気体噴射装置。

【請求項3】

前記吸気口は、取り付け時において、ケース下側に位置するように設置される
ことを特徴とする請求項２に記載の気体噴射装置。

【請求項4】

前記制御基板が配置されるケース側面にコネクタ
を備えることを特徴とする請求項１に記載の気体噴射装置。

【請求項5】

前記モータと密着する導電性部材を備え、該導電性部材は前記制御基板のグランドに電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の気体噴射装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一つに記載の気体噴射装置と、
一端が前記シリンダに連結されるホースと、
前記ホースの他端に連結された噴射ノズルと、
気体が噴射されるカメラと
を備えることを特徴とする気体噴射システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、気体噴射装置および気体噴射システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、吸気した気体を圧縮して噴射する気体噴射装置がある。かかる気体噴射装置として、例えば、車両に搭載され、車載カメラのレンズへ向けて圧縮空気を噴射することでレンズに付着した雨滴や雪片、埃、泥などの付着物を除去するものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−０３７２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の気体噴射装置は、小型化の点でさらなる改善の余地がある。実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、サイズをよりコンパクトにすることができる気体噴射装置および気体噴射システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

モータによってシリンダ内の気体を圧縮して噴射する気体噴射装置であって、前記モータを制御して気体を圧縮する制御基板を有し、ケース内において、前記モータと前記シリンダをケースの平面方向に並列に配置するとともに、前記制御基板は立設され側面方向に配置する。

【発明の効果】

【0006】

実施形態の一態様に係る気体噴射装置および気体噴射システムは、サイズをよりコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】図１Ａは、実施形態に係る気体噴射システムの斜視透視図である。

【図1B】図１Ｂは、空気圧縮部の斜視透視図である。

【図1C】図１Ｃは、空気圧縮部の動作説明図である。

【図2A】図２Ａは、気体噴射装置の内部構造を示す斜視図である。

【図2B】図２Ｂは、従動ギアおよび前段ギアの構成を示す平面模式図である。

【図3】図３は、空気圧縮部のより具体的な動作説明図である。

【図4】図４は、実施形態に係る気体噴射装置を構成する構成要素の配置を示す説明図である。

【図5A】図５Ａは、実施形態に係るスプリングワッシャの取付方法の説明図である。

【図5B】図５Ｂは、実施形態に係るスプリングワッシャの取付後の状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する気体噴射装置および気体噴射システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0009】

また、以下では、実施形態に係る気体噴射システムが、車両に搭載され、車両の周辺を撮像するカメラのレンズに圧縮空気を噴射してレンズに付着した雨滴や雪片、埃、泥などの付着物を除去するシステムである場合を例に挙げて説明する。

【0010】

なお、実施形態に係る気体噴射システムの搭載対象は、車両に限定されるものではない。また、実施形態に係る気体噴射システムが車両に搭載される場合、気体の噴射対象は、車載カメラのレンズに限定されるものではなく、例えば、フロントガラス、リアガラス、ヘッドライト、およびサイドミラーなどであってもよい。また、気体の噴射対象は、車両周辺の物標を検出するレーダ装置など種々の光学センサであってもよい。

【0011】

また、以下では、本実施形態に係る気体噴射システム１の構成の概要について図１Ａ〜図１Ｃを用いて説明した後に、本実施形態に係る気体噴射システム１のより具体的な構成について、図２Ａ以降を用いて説明する。

【0012】

図１Ａは、本実施形態に係る気体噴射システム１の斜視透視図である。また、図１Ｂは、空気圧縮部１０の構成を示す斜視透視図である。また、図１Ｃは、空気圧縮部１０の動作説明図である。

【0013】

図１Ａに示すように、気体噴射システム１は、気体噴射装置１ａと、ホース１ｂと、噴射ノズル１ｃと、カメラ５０とを備える。気体噴射装置１ａは、車両に取り付けられるケース６と、ケース６の内部に設けられる空気圧縮部１０と、ケースを覆うカバー７とを備え、空気圧縮部１０によって圧縮した圧縮空気を送出する装置である。なお、図１Ａには、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸による直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。

【0014】

ホース１ｂは、一端が気体噴射装置１ａにおける圧縮空気の出力管１ｄに連結され、他端が噴射ノズル１ｃに連結される。噴射ノズル１ｃは、気体の噴射口が噴射対象であるカメラ５０のレンズ５０ａへ向けてカメラ５０に取り付けられる。カメラ５０は、車両の周辺を撮像する。

【0015】

噴射ノズル１ｃは、ホース１ｂを介して気体噴射装置１ａから送出される圧縮空気を噴射口から噴射することで、カメラ５０のレンズ５０ａに付着した雨滴等の付着物を除去する。これにより、気体噴射システム１は、運転者の視界補助や接近物のセンシングなどの精度を確保することができる。

【0016】

かかる噴射ノズル１ｃは、屋外に設置された場合、空気の噴射口周辺に雨滴が付着すると、毛細管現象によって噴射口から内部へ水を吸い上げることがある。気体噴射装置１ａは、噴射ノズル１ｃの内部に水が吸い上げられた状態でカメラ５０のレンズ５０ａへ空気を噴射すると、レンズ５０ａに水滴を付着させてしまう。

【0017】

このため、噴射ノズル１ｃは、噴射口の周辺および空気の流路表面を水との接触角が９０度以上となるような撥水加工が施される。これにより、噴射ノズル１ｃは、噴射口周辺に水滴が付着しても、噴射口から内部へ水が浸入することを防止することができる。

【0018】

空気圧縮部１０は、回転式の空気圧縮機構である。具体的には、空気圧縮部１０は、図１Ｂに示すように、シリンダ１１と、回転体１２とを備える。シリンダ１１は、シリンダ壁１１ａと、送出口１１ｂと、流路１１ｃと、吸気口１１ｄとを備える。なお、車両に搭載される場合、小型、軽量かつ安価であることが求められることから、シリンダ１１および回転体１２は、樹脂等で形成されることが好ましい。

【0019】

シリンダ１１は、例えば円筒状に形成され、内部にシリンダ室ＣＣが形成されている。シリンダ壁１１ａは、例えば平板状に形成され、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる位置で、円筒状のシリンダ室ＣＣをほぼ径方向に沿って仕切るように設けられる。したがって、シリンダ室ＣＣは、シリンダ壁１１ａによって２つに区画されることとなる。

【0020】

送出口１１ｂは、排気口の一例であって、２つのシリンダ壁１１ａ付近のシリンダ室ＣＣの天井部に、２つに区画されたシリンダ室ＣＣのそれぞれとシリンダ１１の外部とが連通するように、回転軸ａｘＲを中心に点対称となる位置に開口されている。後述する回転体１２の回転に基づいて生成された圧縮空気は、かかる送出口１１ｂを介してシリンダ室ＣＣの各区画から排気される。

【0021】

流路１１ｃは、送出口１１ｂのそれぞれに接続され、回転軸ａｘＲを中心に点対称となるような形状に形成されている。また、流路１１ｃは、回転軸ａｘＲの軸線上において出力管１ｄに接続されている。送出口１１ｂを介してシリンダ室ＣＣから出力される圧縮空気は、かかる流路１１ｃを通過して出力管１ｄへ誘導され（図中の矢印１０１参照）、ホース１ｂを通って噴射ノズル１ｃの噴射口からカメラ５０のレンズ５０ａへ噴射されることとなる。

【0022】

吸気口１１ｄは、２つの送出口１１ｂのほぼ下方のシリンダ１１の外壁に、シリンダ１１の外部とシリンダ室ＣＣとが連通するように開口されている。後述する回転体１２の回転に基づいて吸気される空気は、かかる吸気口１１ｄを介してシリンダ室ＣＣへ吸気される。

【0023】

回転体１２は、羽根部１２ａと、回転ベース１２ｂと、シャフト部１２ｃとを備える。回転ベース１２ｂは、円形の平板状に形成され、回転軸ａｘＲまわりに回転可能に設けられている（図中の矢印１０２参照）。

【0024】

具体的には、回転ベース１２ｂは、シリンダ１１側とは反対側の面に、従動ギア１２ｄを有しており、かかる従動ギア１２ｄが、例えば、モータに連結された駆動側ギアに噛み合うことによってモータの駆動力を受け、回転軸ａｘＲまわりに所定方向に回転する。

【0025】

また、回転ベース１２ｂは、モータの駆動力を受けない自由状態においては、モータによる回転の所定方向とは逆方向にばね部材によって付勢されている。羽根部１２ａは、平板状に形成され、従動ギア１２ｄが設けられている面とは反対側の面で、回転ベース１２ｂを径方向に沿って仕切るように立設される。また、羽根部１２ａは、その壁面に、吸気弁１４を有する。

【0026】

シャフト部１２ｃは、回転軸ａｘＲまわりの回転におけるシャフト部分であり、２つの羽根部１２ａの間に設けられ、２つの羽根部１２ａを連接する。このように構成された回転体１２の回転ベース１２ｂが回転可能にシリンダ１１に嵌合されて、シリンダ室ＣＣ内で回転することによって、吸気および排気を含む一連のサイクルが実行され、圧縮空気が生成される。

【0027】

具体的には、図１Ｃに示すように、空気圧縮部１０では、まず「吸気前」の状態においては、回転体１２は前述のモータによって駆動されない自由状態であり、羽根部１２ａがばね部材の「ばね力」によって付勢されて、シリンダ壁１１ａに押し付けられた状態となっている。

【0028】

かかる状態から「モータによる駆動力」によって羽根部１２ａがシリンダ壁１１ａから離間する方向へ回転すると、羽根部１２ａとシリンダ壁１１ａとの間の空間ＳＰが膨張して空間ＳＰには負圧が生じ、空気が「吸気」される。

【0029】

そして、羽根部１２ａが所定位置まで回転すると、モータの駆動力は解除される。すると、モータの駆動力から解放された羽根部１２ａは、ばね部材の「ばね力」によってシリンダ壁１１ａと当接した状態へ勢いよく戻る。このとき、空間ＳＰが圧縮され、すなわち空間ＳＰに「吸気」されていた空気から圧縮空気が生成され、送出口１１ｂから高圧状態で「排気」される。

【0030】

以下、かかる回転機構を含む、本実施形態に係る気体噴射装置１ａのさらなる具体的な構成について、図２Ａ以降を用いて順次説明する。図２Ａは、気体噴射装置１ａの内部構造を示す斜視図である。

【0031】

まず、既に述べたが、図２Ａに示すように、気体噴射装置１ａは、空気圧縮部１０を備え、空気圧縮部１０は、シリンダ１１と、回転体１２とを備える。回転体１２は、従動ギア１２ｄを有する。従動ギア１２ｄは、回転軸ａｘＲに同軸配置される。このように空気圧縮部１０は、回転式であるので、ピストン式に比べてスペースをとらないコンパクトな構成とすることができる。

【0032】

また、回転体１２は、前述の「ばね部材」に対応する付勢ばね１２ｅを有する。付勢ばね１２ｅは、回転体１２がモータによって回転する所定方向とは逆方向に回転体１２を付勢するように設けられている。また、空気圧縮部１０は、駆動部１３をさらに備える。駆動部１３は、モータ１３ａと、第１ギア１３ｂと、第２ギア１３ｃと、第３ギア１３ｄと、前段ギア１３ｅとを有する。

【0033】

モータ１３ａは、回転駆動源の一例であって、例えば電動モータである。なお、油圧モータなどであってもよい。本実施形態では、モータ１３ａは、基本的に同一方向へ回転する。また、モータ１３ａの出力軸には、例えば図示略のウォームギアが形成され、かかるウォームギアを介してモータ１３ａの出力軸は第１ギア１３ｂに連結される。

【0034】

また、第１ギア１３ｂは、第２ギア１３ｃに連結される。第２ギア１３ｃは、第３ギア１３ｄに連結される。第３ギア１３ｄには、前段ギア１３ｅが同軸配置され、回転体１２の従動ギア１２ｄと噛み合うように設けられる。

【0035】

モータ１３ａからの回転駆動力は、このように連結された第１ギア１３ｂ、第２ギア１３ｃ、第３ギア１３ｄを介して前段ギア１３ｅまで伝達される。なお、モータ１３ａから前段ギア１３ｅまでのギアの個数や噛み合わせ方は図示した場合に限られるものではない。

【0036】

次に、図２Ｂは、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅの構成を示す平面模式図である。なお、図２Ｂでは、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅのみをＺ軸の正方向から視た場合を模式的に示している。

【0037】

図２Ｂに示すように、従動ギア１２ｄは、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯ギアとして形成されており、少なくとも、第１歯１２ｄａと、第２歯１２ｄｂと、最終歯１２ｄｃと、欠歯部１２ｄｄとを有する。

【0038】

第１歯１２ｄａは、吸排気の１サイクルにおいて前段ギア１３ｅと最初に噛み合う歯であり、最終歯１２ｄｃは最後に噛み合う歯である。なお、以下では、従動ギア１２ｄは、Ｚ軸の正方向から視た場合に、前段ギア１３ｅから伝達されるモータ１３ａの回転駆動力によって回転軸ａｘＲまわりに左回り（反時計回り）するものとする。したがって、これに伴い、付勢ばね１２ｅは、従動ギア１２ｄを右回り（時計回り）に付勢しているものとする。

【0039】

前段ギア１３ｅもまた、連続した歯の一部が切り欠かれた欠歯ギアとして形成されており、少なくとも、第１歯１３ｅａと、最終歯１３ｅｂと、欠歯部１３ｅｃとを有する。

【0040】

第１歯１３ｅａは、吸排気の１サイクルにおいて従動ギア１２ｄと最初に噛み合う歯であり、最終歯１３ｅｂは最後に噛み合う歯である。なお、以下では、前段ギア１３ｅは、Ｚ軸の正方向から視た場合に、モータ１３ａの回転駆動力によって回転軸ａｘＲまわりに右回り（時計回り）するものとする。

【0041】

次に、かかる従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅの噛み合いによる空気圧縮部１０のより具体的な動作について図３を用いて説明する。図３は、空気圧縮部１０のより具体的な動作説明図である。

【0042】

なお、従動ギア１２ｄおよび前段ギア１３ｅは、前述のように欠歯ギアとして形成されているので、欠歯により互いに噛み合わない状態が存在する構成となっている。本実施形態は、かかる互いに噛み合わない状態をあえて利用するものである。

【0043】

図３の（ａ）に示すように、モータ１３ａが駆動され、前段ギア１３ｅが図中の矢印３０１に示すように回転するものの、まだ従動ギア１２ｄと噛み合っていない状態であるものとする。かかる状態は、図中に示すように、空気圧縮部１０の「吸気前」の状態に対応する。

【0044】

かかる「吸気前」の状態では、空気圧縮部１０の羽根部１２ａは、付勢ばね１２ｅのばね力によってシリンダ壁１１ａへ押し付けられた状態となっている。

【0045】

そして、かかる状態から、図３の（ｂ）に示すように、前段ギア１３ｅがさらに同一方向へ回転すると（図中の矢印３０２参照）、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとが噛み合い始める（図中のＭ１部参照）。かかる状態は、空気圧縮部１０において吸気が開始された状態に対応する。

【0046】

そして、図３の（ｃ）に示すように、前段ギア１３ｅの同一方向へのさらなる回転は（図中の矢印３０３参照）、噛み合った従動ギア１２ｄを付勢ばね１２ｅの付勢力に抗して左回りに回転させる（図中の矢印３０４参照）。かかる状態は、空気圧縮部１０において吸気中の状態に対応する。

【0047】

すなわち、従動ギア１２ｄは、前段ギア１３ｅと噛み合った場合に、前段ギア１３ｅに連結されたモータ１３ａの駆動によって所定方向（左回り）へ回転する力が、付勢ばね１２ｅによる付勢で逆方向（右回り）へ回転する力よりも強いため、左回りに回転する。

【0048】

言い換えれば、付勢ばね１２ｅによる付勢で逆方向（右回り）へ従動ギア１２ｄを回転させる力は、モータ１３ａの駆動によって従動ギア１２ｄが所定方向（左回り）へ回転する力よりも弱い。

【0049】

一方で、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとが噛み合っていない場合、つまり、前述の欠歯により従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとの噛み合いが外れ、従動ギア１２ｄが自由状態となる場合、従動ギア１２ｄには、付勢ばね１２ｅによる付勢力のみが作用するため、従動ギア１２ｄは逆方向（右回り）へ回転することとなる。

【0050】

すなわち、付勢ばね１２ｅは、付勢によって従動ギア１２ｄを逆方向（右回り）へ回転させる力が、モータ１３ａにより従動ギア１２ｄを所定方向（左回り）へ回転させる力よりも弱い付勢力を有する。

【0051】

具体的には、図３の（ｄ）に示すように、前段ギア１３ｅおよび従動ギア１２ｄの図３の（ｃ）からのさらなる回転により（図中の矢印３０５，３０６参照）、従動ギア１２ｄと前段ギア１３ｅとの噛み合いが外れる瞬間が到来する（図中のＭ２部参照）。かかる瞬間の状態は、図中に示すように、空気圧縮部１０の「排気開始」の状態に対応する。

【0052】

そして、図３の（ｅ）に示すように、前段ギア１３ｅとの噛み合いから外れた従動ギア１２ｄは、付勢ばね１２ｅのばね力によって右回りに勢いよく戻り（図中の矢印３０７参照）、空間ＳＰに吸気された空気を圧縮しつつ排気することとなる。また、前段ギア１３ｅは、同一方向へ回転し（図中の矢印３０８参照）、次なる吸排気の１サイクルを実行するに際しては図３の（ａ）からの工程が繰り返される。

【0053】

このように、本実施形態では、前段ギア１３ｅおよび従動ギア１２ｄが噛み合わないタイミングを欠歯部分により発生させ、かかるタイミングにおいて従動ギア１２ｄを付勢ばね１２ｅにより逆方向へ戻す構成としたので、モータ１３ａの回転を同一方向のみで済ますことができる。したがって、シンプルな構成で圧縮空気を生成することができる。

【0054】

また、本実施形態では、空気圧縮部１０を、回転式の空気圧縮機構として構成することとしたので、例えばシリンダ内をピストンが往復するピストン構造の空気圧縮機構などに比してスペースをとらないコンパクトな構成とすることができる。すなわち、本実施形態によれば、シンプルかつコンパクトな構成で圧縮空気を生成することができる。

【0055】

かかる気体噴射システム１は、例えば、車両にオプションとして取り付けられる場合、気体噴射装置１ａの取付スペースが予め用意されているわけではない。このため、気体噴射装置１ａは、可能な限りコンパクトな方が望ましい。

【0056】

そこで、本実施形態では、ケース６およびカバー７の内部に収納する気体噴射装置１ａの各構成要素の配置を工夫することによって、サイズをよりコンパクトにした。次に、図４を参照し、気体噴射装置１ａを構成する構成要素の配置について説明する。

【0057】

図４は、実施形態に係る気体噴射装置１ａを構成する構成要素の配置を示す説明図である。図４では、カバー７の図示を省略し、シリンダ１１、出力管１ｄ、ホース１ｂ、モータ１３ａ、および後述するウォームギア１４ａを二点鎖線によって示している。

【0058】

図４に示すように、ケース６の内部に収納される主な構成要素は、シリンダ１１、モータ１３ａ、制御基板８１、複数のギアである。制御基板８１は、モータ１３ａを制御して気体を圧縮する。複数のギアは、例えば、図４に示すように、ウォームギア１４ａ、第１駆動ギア１４ｂ、第２駆動ギア１４ｃ、第１連結ギア１４ｄ、第１ギア１３ｂ、第２ギア１３ｃ、第２連結ギア１４ｅ、第３ギア１３ｄ、前段ギア１３ｅなどを含む。

【0059】

なお、図４では、ウォームギア１４ａを二点鎖線の平面視矩形で示している。また、図４では、第１駆動ギア１４ｂを第２駆動ギア１４ｃと同心で第２駆動ギア１４ｃよりも径が大きな実線円で示している。

【0060】

上記した構成要素のうち、シリンダ１１は、十分な量の圧縮空気を生成するための空間を確保する必要があるため、ケース６の内部で最も大きなスペースを占める。また、シリンダ１１は、空気圧縮部１０が空気を圧縮する構造上、略円筒の形状を変更することができない。

【0061】

そして、シリンダ１１の次にケース６の内部で大きなスペースを占めるのは、複数のギアである。ただし、複数のギアは、モータ１３ａの動力を回転体１２の従動ギア１２ｄ（図２Ａ参照）に伝達することができる配置であればよいため、各ギアの配置には、ある程度の自由度がある。

【0062】

これに対して、複数のギアの次にケース６の内部で大きなスペースを占めるモータ１３ａは、形状が決まっているため、配置の自由度が比較的小さい。しかも、モータ１３ａは、制御基板８１から電力の供給を受ける必要がある。

【0063】

一方、制御基板８１は、ある程度の主面の面積を必要とするが、厚さが他の構成要素に比べて極めて薄い。ただし、制御基板８１は、外部の制御装置（図示略）からモータ１３ａの駆動制御を行うために入力される制御信号の入力端子や電力の入力端子が設けられるため、これらの入力端子がケース６の側面の近くに設けられることが望ましい。

【0064】

そこで、本実施形態では、上記した気体噴射装置１ａを構成する各構成要素の特徴を鑑みて、気体噴射装置１ａのサイズが極力コンパクトになるように、各構成要素の配置を工夫した。

【0065】

本実施形態では、ケース６内において、モータ１３ａとシリンダ１１をケース６の平面方向に並列に配置するとともに、制御基板８１は立設され側面方向に配置する。具体的には、図４に示すように、ケース６は、平面視略矩形状の取付面６１と、取付面６１の縁部を囲むように取付面６１に立設される第１側壁６２、第２側壁６３、第３側壁６４、および第４側壁６５を備える。

【0066】

そして、制御基板８１は、主面が取付面６１と直交するように第１側壁６２に寄せて取付面６１に立設される。これにより、本実施形態では、制御基板８１、第２側壁６３、第３側壁６４、および第４側壁６５によって囲まれる領域、すなわち、取付面６１の大半の領域を制御基板８１以外の構成要素の配設領域として有効活用することができる。

【0067】

そして、モータ１３ａは、制御基板８１が寄せて立設される第１側壁６２と隣接する第２側壁６３に寄せて、制御基板８１上に直付けされる。具体的には、モータ１３ａは、回転軸が制御基板８１における主面の法線方向となる姿勢で、端子１５ａが制御基板８１に挿入されてはんだ付けされる。

【0068】

これにより、本実施形態では、例えば、モータ１３ａを図４に示す姿勢以外の姿勢で配置し、モータ１３ａと制御基板８１とを配線で接続する場合に比べて、配線を取回すスペースが必要ないため、その分、気体噴射装置１ａをコンパクトにすることができる。

【0069】

しかも、形状が決まっているモータ１３ａは、第１側壁６２および第２側壁６３に寄せて配置される。これにより、本実施形態では、制御基板８１、モータ１３ａ、第３側壁６４、および第４側壁６５によって囲まれる比較的広いスペースを他の構成要素の配設領域として有効活用することができる。そして、シリンダ１１は、こうして形成された制御基板８１、モータ１３ａ、第３側壁６４、および第４側壁６５によって囲まれる比較的広いスペースに配置される。

【0070】

このように、本実施形態では、制御基板８１を第１側壁６２に寄せて立設し、空きスペースに形状が決まっているシリンダ１１およびモータ１３ａを平面視横並びの状態で近接配置することにより、気体噴射装置１ａのサイズをよりコンパクトにすることができる。

【0071】

なお、モータ１３ａのハウジングと制御基板８１との間には、スプリングワッシャ８５が挟み込まれる。かかるスプリングワッシャ８５の機能については、図５Ａおよび図５Ｂを参照して後述する。

【0072】

また、複数のギアのうち、ウォームギア１４ａおよび第１駆動ギア１４ｂ以外のギアは、モータ１３ａと取付面６１との間に設けられる（図２Ａ参照）。ここで、複数のギアの配置および動作について、さらに具体的に説明する。

【0073】

ウォームギア１４ａは、モータ１３ａの回転軸に取り付けられる。第１駆動ギア１４ｂおよび第２駆動ギア１４ｃは、平面視においてウォームギア１４ａよりもＹ軸負方向側に設けられる。そして、第１駆動ギア１４ｂは、Ｚ軸方向の位置（高さ位置）がウォームギア１４ａのＺ軸方向の位置と同一の位置に設けられて、ウォームギア１４ａと噛合する。

【0074】

一方、第２駆動ギア１４ｃは、Ｚ軸方向の位置が第１駆動ギア１４ｂよりも低い位置、すなわち、第１駆動ギア１４ｂよりも取付面６１に近い位置に設けられる。かかる第２駆動ギア１４ｃは、第１駆動ギア１４ｂと同軸周りに、第１駆動ギア１４ｂとともに回転する。

【0075】

第１連結ギア１４ｄおよび第１ギア１３ｂは、平面視において第２駆動ギア１４ｃよりもＸ軸負方向側で、モータ１３ａと取付面６１との間に設けられる。第１連結ギア１４ｄは、第２駆動ギア１４ｃと噛合し、第２駆動ギア１４ｃの回転に連動して回転する。第１ギア１３ｂは、第１連結ギア１４ｄと同軸周りに、第１連結ギア１４ｄとともに回転する。

【0076】

第２ギア１３ｃおよび第２連結ギア１４ｅは、平面視において第１ギア１３ｂよりもＹ軸正方向側で、モータ１３ａと取付面６１との間に設けられる。第２ギア１３ｃは、第１ギア１３ｂと噛合し、第１ギア１３ｂの回転に連動して回転する。第２連結ギア１４ｅは、第２ギア１３ｃと同軸周りに、第２ギア１３ｃとともに回転する。

【0077】

第３ギア１３ｄおよび前段ギア１３ｅは、第２連結ギア１４ｅよりもＸ軸負方向側で、モータ１３ａと取付面６１との間に設けられる。第３ギア１３ｄは、第２連結ギア１４ｅと噛合し、第２連結ギア１４ｅの回転に連動して回転する。前段ギア１３ｅは、第３ギア１３ｄと同軸周りに、第３ギア１３ｄとともに回転する。かかる前段ギア１３ｅは、回転体１２の底面に設けられる従動ギア１２ｄ（図２Ａ参照）を回転させる。

【0078】

このように、本実施形態では、複数のギアのうち、ウォームギア１４ａおよび第１駆動ギア１４ｂ以外の大半のギアをモータ１３ａと取付面６１との間に設ける。具体的には、第２駆動ギア１４ｃ、第１連結ギア１４ｄ、第１ギア１３ｂ、第２ギア１３ｃ、第２連結ギア１４ｅ、第３ギア１３ｄ、および前段ギア１３ｅと、モータ１３ａとをＺ軸方向に重ねた状態で配置する。

【0079】

これにより、本実施形態では、モータ１３ａ下のスペースを有効に利用して複数のギアを配置することができるので、気体噴射装置１ａのサイズをよりコンパクトにすることができる。

【0080】

また、本実施形態では、モータ１３ａの駆動力を一度Ｙ軸負方向へ伝達した後、Ｚ軸負方向へ伝達し、その後、モータ１３ａの下を通してＹ軸正方向へ伝達するように複数のギアを配置した。

【0081】

これにより、気体噴射装置１ａは、例えば、モータ１３ａの駆動力をＹ軸正方向へ直線的に伝達するように複数のギアを配置する場合に比べて、ギアが配置されるＹ軸方向の長さを短くすることで、気体噴射装置１ａのサイズをよりコンパクトにすることができる。

【0082】

また、気体噴射装置１ａは、ケース６の外部から内部へ気体を吸気する吸気口８２を備える。吸気口８２は、モータ１３ａとシリンダ１１の並列配置において、モータ１３ａ側の位置でケース６に設けられる。具体的には、ケース６は、制御基板８１が寄せて立設される第１側壁６２におけるモータ１３ａと対向する位置に、ケース６の外部から内部へ気体を吸気する吸気口８２を備える。これにより、気体噴射装置１ａは、ケース６の外部から内部へ吸気する空気によってモータ１３ａを冷却することができる。

【0083】

また、吸気口８２には、吸気口８２を覆う撥水メッシュシートが設けられる。これにより、気体噴射装置１ａは、吸気口８２からケース６の内部へ水滴が侵入することを防止することができる。

【0084】

また、かかる気体噴射装置１ａは、吸気口８２が鉛直下側に位置する姿勢で車両に取り付けられる。つまり、吸気口８２は、取り付け時において、ケース６下側に位置するように設置される。これにより、気体噴射装置１ａは、吸気口８２からケース６内部への水滴の侵入をより確実に防止することができる。

【0085】

また、気体噴射装置１ａは、制御基板８１が配置されるケース６側面にコネクタ８３を備える。具体的には、気体噴射装置１ａは、制御基板８１が寄せて立設される第１側壁６２の外側面における制御基板８１を介してシリンダ１１と対向する位置に、コネクタ８３を備える。かかるコネクタ８３は、防水加工が施され、図示しない防水コネクタが挿嵌される。

【0086】

さらに、気体噴射装置１ａは、制御基板８１におけるコネクタ８３と面する側から引き出され、コネクタ８３に接続される複数の接続端子８４を備える。複数の接続端子８４は、例えば、外部の制御装置（図示略）からモータ１３ａの駆動制御を行うために入力される制御信号の入力端子や電力の入力端子、グランド端子などを含む。

【0087】

前述のように、本実施形態では、制御基板８１を第１側壁６２に寄せて取付面に立設しているため、制御基板８１から配線を引き回すことなく、制御基板８１から直接、コネクタ８３の内部へ接続端子８４を引き出すことができる。これにより、気体噴射装置１ａは、制御基板８１と接続端子８４とを接続する配線が不要な分、サイズをコンパクトにすることができる。

【0088】

また、コネクタ８３は、防水加工が施され、図示しない防水コネクタが挿嵌されるため、内部へ水滴が侵入する可能性は低いが、吸気口８２と同様に、気体噴射装置１ａが車両に取り付けられる場合に鉛直下側に位置するため、より確実に水滴の侵入を防止することができる。

【0089】

また、本実施形態では、シリンダ１１から送出される圧縮された気体を出力する出力管１ｄは、長手方向が取付面６１と平行な方向（図４では、Ｘ軸正方向）となるように設けられる。

【0090】

これにより、気体噴射装置１ａは、例えば、長手方向がＺ軸正方向となるように出力管１ｄが設けられる場合に比べて、厚さ（Ｚ軸正方向の寸法）を小さくすることができるので、厚さ方向のサイズをコンパクトにすることができる。

【0091】

次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照し、モータ１３ａのハウジング１５ｂと制御基板８１との間に挟み込まれるスプリングワッシャ８５の機能について説明する。スプリングワッシャ８５は、モータ１３ａと密着する導電部材の一例であり、制御基板８１のグランドに電気的に接続される。

【0092】

図５Ａは、実施形態に係るスプリングワッシャ８５の取付方法の説明図である。図５Ｂは、実施形態に係るスプリングワッシャ８５の取付後の状態を示す説明図である。なお、図５Ｂの左図には、スプリングワッシャ８５の取付後のモータの全体図を示しており、図５Ｂの右図には、取付後のスプリングワッシャ８５部分の拡大図を示している。

【0093】

図５Ａに示すように、モータ１３ａは、内部に回転子および電機子巻線を収納し導電性を有するハウジング１５ｂを備える。ハウジング１５ｂの一方の端面からは、モータ１３ａの回転軸が突出しており、回転軸にはウォームギア１４ａが取り付けられる。また、ハウジング１５ｂの他方の端面からはモータ１３ａの端子１５ａおよびボス１５ｃが突出している。

【0094】

かかるモータ１３ａは、電機子巻線に電流が供給されて回転子が回転する場合に、ハウジング１５ｂの内部からノイズが放射される。かかるノイズは、モータ１３ａの駆動制御に悪影響を与える。

【0095】

そこで、本実施形態では、モータ１３ａのハウジング１５ｂと制御基板８１との間に導電性のスプリングワッシャ８５を挟み込むことによって、ノイズの放射量を低減した。具体的には、制御基板８１には、直付けされるモータ１３ａの端子が挿入される端子用孔８６と、モータ１３ａのボス１５ｃが挿入されるボス用孔８７が設けられる。

【0096】

さらに、制御基板８１には、ボス用孔８７を囲むように環状のグランドパターン８８が設けられる。かかるグランドパターン８８は、銅箔によって形成され、制御基板８１上に形成される配線パターンおよび複数の接続端子８４のうちのグランド端子を介してグランドに接続される。

【0097】

そして、モータ１３ａを制御基板８１へ取り付ける場合には、モータ１３ａの端子１５ａと端子用孔８６との位置を合わせ、ボス１５ｃとスプリングワッシャ８５の孔およびボス用孔８７との位置を合わせる。

【0098】

そして、ボス１５ｃをスプリングワッシャ８５の孔に挿入した後、ボス１５ｃをボス用孔８７へ挿入するとともに、モータ１３ａの端子１５ａを端子用孔８６に挿入して、モータ１３ａを制御基板８１に圧接させた状態で端子１５ａを制御基板８１にはんだ付けする。

【0099】

これにより、図５Ｂの左図に示すように、モータ１３ａのハウジング１５ｂと制御基板８１との間に導電性のスプリングワッシャ８５が挟みこまれ、ハウジング１５ｂがグランドに接続される。

【0100】

これにより、ハウジング１５ｂの内部から放射されるノイズを、ハウジング１５ｂ、スプリングワッシャ８５、グランドパターン８８、制御基板８１上の配線、およびグランド端子を介してグランドへ放出することで、ノイズの放射量を低減することができる。

【0101】

また、本実施形態では、モータ１３ａのハウジング１５ｂと制御基板８１との間に、平面形状のワッシャではなく、平面形状のワッシャを湾曲させた立体形状のスプリングワッシャ８５を挟み込む。

【0102】

これにより、図５Ｂの右図に示すように、制御基板８１に直付けしたモータ１３ａと制御基板８１との間に多少の隙間が生じていても、湾曲したスプリングワッシャ８５により、ハウジング１５ｂとグランドパターン８８とを確実に接続することができる。

【0103】

なお、ここでは、平面形状のワッシャを湾曲させたスプリングワッシャ８５を使用したが、らせん形状のスプリングワッシャを使用してもよいし、スプリングワッシャの代わりに、導電性を有するガスケットを使用してもよい。

【0104】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0105】

１ 気体噴射システム
１ａ 気体噴射装置
１ｂ ホース
１ｃ 噴射ノズル
１ｄ 出力管
６ ケース
７ カバー
６１ 取付面
６２ 第１側壁
６３ 第２側壁
６４ 第３側壁
６５ 第４側壁
１０ 空気圧縮部
１１ シリンダ
１１ａ シリンダ壁
１１ｂ 送出口
１１ｃ 流路
１１ｄ，８２ 吸気口
１２ 回転体
１２ａ 羽根部
１２ｂ 回転ベース
１２ｃ シャフト部
１２ｄ 従動ギア
１２ｅ 付勢ばね
１３ 駆動部
１３ａ モータ
１３ｂ 第１ギア
１３ｃ 第２ギア
１３ｄ 第３ギア
１３ｅ 前段ギア
１４ 吸気弁
１４ａ ウォームギア
１４ｂ 第１駆動ギア
１４ｃ 第２駆動ギア
１４ｄ 第１連結ギア
１４ｅ 第２連結ギア
１５ａ 端子
１５ｂ ハウジング
１５ｃ ボス
５０ カメラ
５０ａ レンズ
ＣＣ シリンダ室
ＳＰ 空間
８１ 制御基板
８３ コネクタ
８４ 接続端子
８５ スプリングワッシャ
８６ 端子用孔
８７ ボス用孔
８８ グランドパターン

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】